[发明专利]一种高温条件下岩石剪切裂纹扩展的实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种高温条件下岩石剪切裂纹扩展的实验装置，其特征在于：包括支撑架（15）、恒温结构、剪切结构、数据采集结构和控制结构；

所述支撑架（15）为具有上下左右四个壁的框型结构；

恒温结构：包括恒温箱（2）；

所述恒温箱（2）设置在支撑架（15）内，且固定在支撑架（15）的底部，恒温箱（2）内设有用于加热的热电偶（3）；

所述恒温箱（2）的上壁、左侧壁和右侧壁分别开设有上通孔、左通孔和右通孔，左通孔和右通孔同轴，顶通孔的轴线与左通孔的轴线垂直；

剪切结构：包括动力结构和用于限定岩石试件（18）的定位结构；

定位结构：包括支座台（19）和剪切盒（22）；

所述支座台（19）设置在恒温箱（2）的内，且固定在恒温箱（2）的底壁上，所述剪切盒（22）设置在支座台（19）的上，剪切盒（22）与支座台（19）之间设有滚珠（21）；

动力结构：包括上液压动力机（7）和右液压动力机（13）；

所述上液压动力机（7）的上活塞杆（6）穿过上通孔延伸至恒温箱（2）内，所述上活塞杆（6）的自由端固定连接有上压头（4），所述上压头（4）位于剪切盒（22）的上方，用于对放置在剪切盒（22）内的岩石试件（18）施加向下的压力；

所述右液压动力机（13）的右活塞杆（14）穿过右通孔延伸至恒温箱（2）内，所述右活塞杆（14）的自由端固定连接有右压头（17），右压头（17）用于对剪切盒（22）施加向左的压力；

动力结构还包括支座（24），所述支座（24）的左端固定在支撑架（15）的左侧内壁上，支座（24）的左端穿过左通孔伸入恒温箱（2）内，支座（24）的左端固定连接有左压头（23），左压头（23）用于抵住剪切盒（22）内的岩石试件（18），限制岩石试件（18）向左移动；

数据采集结构：包括压力传感器和位移传感器；

所述压力传感器包括用于监测岩石试件（18）承受的向下压力的上压力传感器（8）和用于监测岩石试件（18）承受的向左压力的右压力传感器（12）；

所述位移传感器包括监测端设置上活塞杆（6）上，用于监测上活塞杆（6）位移的上位移传感器（5）和监测端设置在右活塞杆（14）上，用于监测右活塞杆（14）位移的右位移传感器（16）；

控制结构：包括数据采集器（11）、温度控制器（1）、电液伺服控制台（9）和电脑（10）；

所述数据采集器（11）的压力信号输入端分别与上压力传感器（8）和右压力传感器（12）连接，数据采集器（11）的位移信号输入端分别与上位移传感器（5）和右位移传感器（16）连接；

所述温度控制器（1）的控制信号输出端与热电偶（3）连接，控制热电偶（3）的加热，温度控制器（1）的温度信号输出端与数据采集器（11）的温度信号输入端连接；

所述电液伺服控制台（9）的控制信号输出端分别与上液压动力机（7）的控制信号输入端和右液压动力机（13）的控制信号输入端连接，控制上液压动力机（7）和右液压动力机（13）向岩石试件（18）施加压力；

所述电脑（10）与电液伺服控制台（9）连接，向电液伺服控制台（9）输入压力指令，电脑（10）与数据采集器（11）连接，用于显示数据采集器（11）采集的温度信息、压力信息和位移信息。

2.如权利要求1所述的，其特征在于：所述热电偶（3）为四个，分别设置在恒温箱（2）内侧的四个角。

3.如权利要求1所述的高温条件下岩石剪切裂纹扩展的实验装置，其特征在于：所述支座台（19）与滚珠（21）之间设有垫块（20）。

4.如权利要求1所述的高温条件下岩石剪切裂纹扩展的实验装置，其特征在于：所述右压头（17）为倒L形，右压头（17）横向的端部用于对剪切盒（22）施加向左的压力，间接向岩石试件（18）施加向左的压力；

所述左压头（23）为L形，左压头（23）横向的端部用于抵住岩石试件（18），限制岩石试件（18）向左移动。